ADAPTÍVNE ŽIARENIE: PROCES, TYPY A PRÍKLADY - BIOLÓGIE

Adaptívne radiácie je fenomén zahŕňajúci evolučné diverzifikácie súboru druhov, ktoré vedie k vzniku, pre "rýchle" prispôsobenie rôznych ekologických ník, nových foriem z rovnakých predkov druhu.

Koncept adaptívneho žiarenia navrhol anglický prírodovedec Charles Darwin z 19. storočia, ktorý sa po ceste vydal na Galapágy, kde podrobne pozoroval niekoľko druhov ostrovčekov, potomkov kontinentálnych predkov, ktorí mali rôzne zmeny vo svojich zobákoch. ,

Adaptívne žiarenie lastúrnika (Zdroj: Jackie Malvin prostredníctvom Wikimedia Commons)

Zistenie týchto jemných úlovkov predstavovalo pre Darwina hlavný zoologický dôkaz na podporu jeho teórií „zostupu s modifikáciou“, pretože rôzne formy zobákov, ktoré pozoroval, všetky pochádzajúce z rovnakej rodovej línie, sa zdali byť prispôsobené na využívanie rôznych zdrojov toho istého pôvodu. trofická nika, „rozdelenie“.

Zistilo sa, že hlavné príčiny adaptívneho žiarenia súvisia s prerušením toku génov medzi jedincami toho istého druhu (geografická izolácia), so značnými zmenami prostredia as absenciou predátorov alebo negatívnych selektívnych tlakov.

V tomto zmysle je prirodzenou históriou, že udalosti hromadného vyhynutia viedli k pôsobivému adaptívnemu žiareniu mnohých skupín živých bytostí, pretože neprítomnosť organizmov ponúka prežitým druhom príležitosti kolonizovať prázdne miesta a prejsť procesmi. adaptívne žiarenie.

Adaptívny radiačný proces

Adaptívne žiarenie, ako je vysvetlené, je výskyt nových ekologicky odlišných druhov zo spoločnej rodovej línie.

Tieto udalosti sa nevyhnutne vyskytujú prostredníctvom špekulačného procesu, ktorý podľa koncepcie biologických druhov znamená prerušenie toku génov (reprodukčná izolácia) medzi „modifikovaným“ potomkom a ich bezprostredným predchodcom.

Mnohí autori sú za myšlienku, že adaptívne žiarenie je akýmsi „rozšírením“ procesu špekulácie, ale že je poháňané ekologickými faktormi a podlieha celkom špeciálnym počiatočným podmienkam.

Geografická izolácia je zvyčajne jedným z hlavných faktorov ovplyvňujúcich adaptívne žiarenie, pretože populácie, ktoré sa samy izolujú, sú „nútené“ prispôsobovať sa využívaniu nových ekologických výklenkov alebo neprítomnosti starých predátorov.

Jedným z príkladov, ktorý najlepšie ilustruje, ako prebieha proces adaptívneho žiarenia, je kolonizácia ostrovov, vrcholov niektorých hôr a mladých (alebo panenských) jazier podľa druhov z iných zdrojov.

Geografické ostrovy môžu byť produktom rôznych geologických udalostí, ale môžu sa tiež považovať za ekologické ostrovy, pretože izolácia jednotlivcov od populácie v dôsledku behaviorálnych alebo environmentálnych rozdielov tiež predstavuje prekážku toku génov, čo vedie k špekuláciám.

Ako sa na ostrove vyskytuje adaptívne žiarenie?

Ak vezmeme do úvahy geografický ostrov nedávnej formácie (geologicky vzaté), vieme si predstaviť, že to bude spočiatku „nahé“ alebo zbavené akejkoľvek živej bytosti.

Tento ostrov teda predstavuje mimoriadnu ekologickú príležitosť na osídlenie alebo osídlenie akéhokoľvek druhu z pevniny (kontinentálnej) alebo nie, ktorý môže využiť ekologické zdroje, ktoré tento ostrov ponúka.

Kolonizujúcimi druhmi môžu byť baktérie, huby, riasy, suchozemské rastliny, zvieratá atď., Ktoré po usadení sa na „novom“ ostrove môžu prispôsobiť alebo špecializovať niektoré zo svojich znakov na trofické vykorisťovanie, napríklad na nové miesto. pravdepodobne veľmi odlišný od výklenku, z ktorého vyšli.

Doteraz alebo neskôr v evolučnom meradle budú rozdiely v zistených znakoch znamenať reprodukčnú bariéru, ktorá bude brániť toku génov medzi kolonizujúcimi jedincami a tými "predkami" z pevniny, z ktorej diverzifikovali.

Adaptívna diverzifikácia verzus adaptívne žiarenie

Je dôležité poznamenať, že moderná definícia adaptívneho žiarenia má dve hlavné charakteristiky:

- Adaptívne žiarenie nie je to isté ako diverzifikácia adaptáciou (prirodzeným výberom) v rámci toho istého druhu

- Prispôsobenie vedie k adaptívnemu žiareniu

Čo znamenajú tieto dve vety, je to, že bez špekulácie nemožno hovoriť o adaptívnom žiarení, rovnako ako o špekulácii bez adaptívneho žiarenia (nejde iba o malé individuálne zmeny ako adaptívne reakcie na nové podmienky prostredia).

druhy

Podľa niektorých autorov možno adaptívne ožarovacie udalosti „rozdeliť“ na tri typy, a to podľa podnetu, ktorý proces spúšťa. Adaptívne žiarenie sa teda môže vyskytnúť v dôsledku zmeny prostredia, všeobecného prispôsobenia alebo vytvorenia súostrovia.

Pokiaľ ide o adaptívne žiarenie vyvolané zmenami prostredia, nastáva to v dôsledku selektívneho tlaku, ktorý núti druhy, aby sa prispôsobili prostrediu, ktoré sa výrazne zmenilo, aby prežilo.

K žiareniu potom dôjde tak, že nové druhy, ktoré sa vytvoria, tak urobia kolonizáciu nových ekologických výklenkov, ktoré vzniknú v dôsledku zmien v životnom prostredí.

Adaptívne žiarenie, ktoré vyplynie zo všeobecných úprav, sa tak deje vďaka objaveniu alebo rozvoju nových schopností u jedincov toho istého druhu, čo im umožňuje kolonizovať nové ekologické miesta.

Tvorba alebo existencia súostrovia, vysokých horských výšok alebo oceánskych ostrovov predstavuje jednu z hlavných príčin adaptívneho žiarenia, pretože tieto miesta môžu byť kolonizované novými druhmi, ktoré sa musia rýchlo prispôsobiť týmto miestam a evolučne sa odchyľujú od svojich bezprostredných predkov.

Príklady adaptívneho žiarenia

- Zvieratá

Pušky (vtáky)

Darwin poskytol vedeckej komunite najlepší príklad, ktorý mohol dostať, aby demonštroval adaptívne žiarenie u zvierat: prípad pěnkavy na Galapágoch.

Pinky sú typom vtákov, ktoré sa živia semenami a patria do rodu Geospiza. Predpokladá sa, že tieto vtáky sa od seba nedávno rozchádzali, kde došlo k reprodukčnej izolácii v dôsledku ekologickej divergencie čiastočne spojenej s prispôsobením sa rôznym druhom semien.

Galápagos finches (Zdroj: Robert Taylor Pritchett prostredníctvom Wikimedia Commons)

U vtákov môžu rozdiely v tvare a veľkosti tela, ako aj niektoré vlastnosti piesne, ktoré súvisia s morfológiou, viesť k pred reprodukčnej izolácii, ktorá postupne zahŕňa proces špekulácie.

Cichlidy (ryby)

Ďalším klasickým príkladom adaptívneho žiarenia je príklad cichlíd, ktoré patria do rodiny sladkovodných tropických rýb z čeľade Cichlidae.

Druhy v tejto rodine pochádzajú z druhov, ktoré sa živili riasami a mäkkými usadeninami, ale na rôznych miestach sa od nich odlišovali rôzne druhy.

Ryby z rýb Cichlid (Zdroj: pôvodná postava ː Joana I. Meier, David A. Marques, Salome Mwaiko, Catherine E. Wagner, Laurent Excoffier a Ole Seehausen Editácia Dennisa Pietrasa, Buffalo, NY USA cez Wikimedia Commons).

V jazere známom ako Barombi Mbo vznikol proces adaptívneho žiarenia 11 rôznych druhov, medzi ktorými sú dravé druhy iných rýb a hmyzu, druhy, ktoré sa živia vajíčkami, druhy filtrované a iné, ktoré sa živia ako huby.

Adaptívne žiarenie sa vyskytlo aj v inom jazere, jazere Malawi, pravdepodobne najvýznamnejšom spomedzi cichlíd, kde sa nachádzajú ryby, ktoré sa živia ektoparazitmi iných rýb a ryby, ktoré odtrhávajú kúsky kože iných rýb. Zistili sa aj cichlidy, ktoré sa živia šupinami, vajíčkami iných rýb a ich larvami atď.

Adaptívne žiarenie týchto rýb nebolo spôsobené iba využívaním nových trofických výklenkov (jedlo), ale aj určitými správaním a vzormi biotopov, ktoré opísali rôzni autori.

- Rastliny

Príkladom adaptívneho žiarenia je rast rastlín vaskulárneho pôvodu a kolonizácia pozemského prostredia. V semenách bezmocných fosílnych rastlín sa prvýkrát objavili cievne rastliny bez semien, ale počas karbonu sa stali diverzifikovanými.

Náhle adaptívne žiarenie angiospermov (kvitnúcich rastlín) sa vyskytlo v jury, v tom čase sa predpokladá, že vznikli z paprade so semenami. Jeho zložitosť sa však zvýšila len pred asi 100 miliónmi rokov.

Počas diverzifikácie angiosperiem, tj ich adaptívneho žiarenia, došlo k najmenej trom prechodom: najprv, vzhľad karpelu, potom vzhľad dvojitého oplodnenia a nakoniec vzhľad kvetov, ako ich poznáme v prítomná.

Referencie

Gallardo, M H. (2011). Vývoj: Priebeh života (č. 575 G 162).
Gavrilets, S., & Losos, JB (2009). Adaptívne žiarenie: kontrastná teória s údajmi. Science, 323 (5915), 732-737.
Gavrilets, S., & Vose, A. (2005). Dynamické vzorce adaptívneho žiarenia. Zborník Národnej akadémie vied, 102 (50), 18040-18045.
Glor, RE (2010). Fylogenetické poznatky o adaptívnom žiarení. Ročný prehľad ekológie, vývoja a systematiky, 41, 251 - 270.
Rundell, RJ, & Price, TD (2009). Adaptívne žiarenie, neadaptívne žiarenie, ekologické špekulácie a neekologické špekulácie. Trends in Ecology & Evolution, 24 (7), 394-399.
Solomon, EP, Berg, LR a Martin, DW (2011). Biológia (9. vydanie). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
Stroud, JT a Losos, JB (2016). Ekologická príležitosť a adaptívne žiarenie. Ročné hodnotenie ekológie, vývoja a systematiky, 47.
Turner, GF (2007). Adaptívne žiarenie cichlidov. Current Biology, 17 (19), R827-R831.

ADAPTÍVNE ŽIARENIE: PROCES, TYPY A PRÍKLADY - BIOLÓGIE - 2026